JP3767100B2

JP3767100B2 - Power distribution system

Info

Publication number: JP3767100B2
Application number: JP18544597A
Authority: JP
Inventors: 健一小山; 行盛岸田; 博之笹尾
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-07-10
Filing date: 1997-07-10
Publication date: 2006-04-19
Anticipated expiration: 2017-07-10
Also published as: JPH1132427A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばビルや工場などの施設において、電力を受電して施設内の負荷機器へ電力を分配する配電システムに関し、特に短絡などの事故発生時における健全箇所の電圧低下時間の短縮による電力供給信頼度の向上や、内部事故による機器損傷程度の低減を図るようにした配電システムに係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７（ａ）、（ｂ）は、例えばオーム社によって出版されている高圧受電設備指針改訂版の第１５４頁に示されている高圧受電設備の一部を簡略化した図と、図中の各開閉器の動作特性を示したものである。この図は、ごく一般的な高圧受電系統の保護方式に関するものである。
図７（ａ）において、１は受電端に最も近い主開閉器、２は主開閉器１の下位に位置する母線２２に接続された図示しないいくつかの第１階層分岐のうちのひとつの分岐開閉器、３は分岐開閉器２の下位に位置する母線２３に接続されたいくつかの図示していない第２階層分岐のうちのひとつの分岐開閉器、４は分岐開閉器３の下位に位置する母線２４に接続されたいくつかの図示していない第３階層分岐のうちのひとつの分岐開閉器であり、１１，１２，１３，１４は各開閉器の近くに設置された電流検出器である。
図７（ｂ）はそれぞれの開閉器の動作特性を示すもので、ある電流値Ｉfに対してそれぞれの開閉器の動作時間は、上位開閉器ほど長い時間に設定されていることを示している。
【０００３】
次に動作について説明する。
図７（ａ）において、事故点Ａで事故が発生し、事故電流Ifが流れた場合、分岐開閉器４が図７（ｂ）に示した時間t4で電流を遮断する。このとき、主開閉器１、分岐開閉器２および３にも事故電流が流れているが、動作時間設定が図７（ｂ）に示すようにt4以上であるため、それぞれの開閉器は動作しない。
次に事故点Ｂで短絡事故などが発生した場合について説明する。この場合、分岐開閉器３，４には一般に事故電流が流れないので、それぞれの開閉器は動作しないし、動作する必要もない。この事故電流は分岐開閉器２が遮断することになるが、この配電システムでは分岐開閉器２の動作時間はt2に設定されているため、開閉器の能力としては時間t4以下で動作可能にも拘らず、t2という時間の間事故を除去できない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の配電システムでは以上のように各開閉器の動作時間が予め設定されたいわゆる時限協調方式であるため、前述したように例えば事故点Ｂで事故が発生した場合には、t2という時間の間事故が継続し、例えば母線２２に接続された分岐開閉器２以外の図示されていない分岐開閉器につながる系統はt2の間電圧低下が発生してる。従来の開閉器では例えばｔ2は０．５ｍｓ〜１ｓ程度であり、このような時間の電圧低下によって負荷の機器は重大な影響を受ける。図８に代表的な機器の電圧低下に対する影響を示している。
【０００５】
さらに、事故点Ａで発生している事故アークによって機器は損傷を受けるが、その程度は事故継続時間（この場合の時間ｔ4）に依存し、損傷の程度は大きなものとなる。またこのような配電システムは筐体の中に収納され使用される場合が一般的であるが、この事故点Ａが例えば筐体の内部であれば、事故アークによって筐体内部の圧力が上昇し、筐体はこの圧力上昇に対して十分な強度を有する構造である必要がある。
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、事故継続期間を短くして、電圧低下時間を短縮すると共に、機器の損傷、筐体の内部圧力上昇を極力小さくすることができる配電システムを提供することを目的としている。
【０００６】
また、従来の開閉器では図７（ｂ）に示したｔ4は一般に５０ｍｓ〜１００ｍｓ程度であり、この場合でも図８に示した機器の電圧低下に対する影響から考えると、負荷に影響を与える。
この発明は、開閉器の開極時間を短くすることで、あらゆる事故に対して負荷に与える影響を最小限に抑制することができる配電システムを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る配電システムは、受電端に１次側が接続された主開閉器の２次側に分配導体で分配された少なくとも１つの回路が１段または複数段形成され、分配された少なくとも１つの回路にはそれぞれ少なくとも１つの分岐開閉器が配置されてなる配電システムであって、主開閉器および少なくとも１つの分岐開閉器の１次側または２次側に設けられ、主開閉器および少なくとも１つの分岐開閉器を流れる電流の大きさを検出する複数の電流検出器と、上記複数の電流検出器の検出出力に基づき、上記少なくとも１つの分岐開閉器に設定値以上の電流が流れたときは、上記主開閉器を開極させてその電流を遮断させ、その直後に上記設定値以上の電流が流れた分岐開閉器を開極させて電路を開放させ、上記分岐開閉器の開極動作中に、上記分岐開閉器の接点間距離が、上記主開閉器が閉極した場合の回路電圧に対して十分な値となる時点を予測して当該時点に上記主開閉器が再度閉極するように閉極指令を送出する制御手段とを備えるものである。
【０００８】
この発明に係る配電システムは、主開閉器の持つ遮断能力は分岐開閉器の遮断能力より大きく、制御手段は所定の分岐開閉器にその分岐開閉器で遮断できないような大きさの電流が流れたとき、主開閉器を開極させるものである。
【０００９】
この発明に係る配電システムは、制御手段は事故判定制御装置で構成され、複数の電流検出器の検出出力は事故判定制御装置に供給され、事故判定制御装置は、複数の電流検出器の検出出力に基づき、開極すべき１個または複数個の分岐開閉器を特定し、その特定された分岐開閉器に流れる電流がその特定された分岐開閉器の遮断能力以内である場合にはその特定された分岐開閉器に開極指令を送出し、それ以外の場合には主開閉器に開極指令を送出すると共に、その直後に特定された分岐開閉器に開極指令を送出し、さらにその後に主開閉器に閉極指令を送出するものである。
【００１０】
この発明に係る配電システムは、制御手段は主開閉制御器と事故判定制御装置とで構成され、主開閉器の１次側または２次側に配された第１の電流検出器の検出出力は主開閉制御器に供給され、少なくとも１つの分岐開閉器の１次側または２次側に配された複数の第２の電流検出器の検出出力は事故判定制御装置に供給され、第１の電流検出器
で設定値以上の電流が検出された場合、主開閉制御器は主開閉器に瞬時に開極指令を送出し、事故判定制御装置は、複数の第２の電流検出器の検出出力に基づき、事故箇所に最も近接し、かつこの事故箇所の受電側に当たる開放すべき分岐開閉器を特定し、この特定された分岐開閉器に開極指令を送出し、その後に主開閉器に閉極指令を送出するものである。
【００１１】
この発明に係る配電システムは、制御手段は、上記複数の電流検出器の検出出力がそれぞれ供給される複数の個別判定制御器で構成され、それぞれの個別判定制御器
は、対応する開閉器より下位に位置する開閉器に対応した個別判定制御器と接続され、それぞれの個別判定制御器は、接続された電流検出器の検出出力と下位の個別判定制御器より供給される上記下位に位置する開閉器の状態信号とから上記対応する開閉器の動作を決定してその開閉器を制御すると共に、上記対応する開閉器の上位に位置する開閉器に対応した個別判定制御器に上記対応する開閉器の状態信号を供給するものである。
【００１２】
この発明に係る配電システムは、制御手段は、主開閉器に開極指令を送出した後に分岐開閉器に開極指令を送出する際、主開閉器によって電流が遮断されたことを確認した後、分岐開閉器に開極指令を送出するものである。
【００１６】
この発明に係る配電システムは、主開閉器および少なくとも１つの分岐開閉器の一部または全部が、半導体スイッチ素子で構成されるものである。
【００１７】
この発明に係る配電システムは、主開閉器および少なくとも１つの分岐開閉器の一部または全部は、開閉機構部に電磁反発力を利用した高速応答開閉器であることを
特徴とするものである。
【００１８】
この発明に係る配電システムは、高速応答開閉器の少なくとも開極または閉極の駆動機構が外部電源から供給される高周波電流同士あるいはそれによる渦電流の作用で発生する電磁反発力によって直接的に駆動されることを特徴とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態を説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１としての配電システムの簡略化した単線結線図である。
図において、１は電磁反発を利用した閉極・開極時間ともに数ｍｓ程度の高速応答可能な主開閉器、２ａ〜２ｃは主開閉器１の２次側につながる第１の母線２２から分岐した分岐回路に接続された電磁反発を利用した閉極・開極時間ともに数ｍｓ程度の高速応答可能な分岐開閉器であり、これら分岐開閉器２ａ〜２ｃの電流遮断能力は主開閉器１より低くてもかまわない。
【００２０】
３ａ〜３ｃは分岐開閉器２ｃの２次側に接続された第２の母線２３から分岐した分岐回路に接続された電磁反発を利用した閉極・開極時間ともに数ｍｓ程度の高速応答可能な分岐開閉器であり、これら分岐開閉器３ａ〜３ｃの電流遮断能力は、分岐開閉器２ａ〜２ｃと同様に、主開閉器１より低くてもかまわない。また、主開閉器１、分岐開閉器２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃは、例えば、電磁反発力を外部電源から供給される高周波電流同士またはそれによる渦電流との作用で発生させるような高速開閉器である。
【００２１】
１１は主開閉器１の２次側に設置された回路を流れる電流を検出する電流検出器であり、１２ａ〜１２ｃはそれぞれ分岐開閉器２ａ〜２ｃの２次側に設置された電流検出器であり、１３ａ〜１３ｃはそれぞれ分岐開閉器３ａ〜３ｃの２次側に設置された電流検出器である。
なお、これら電流検出器１１，１２ａ〜１２ｃ，１３ａ〜１３ｃは、それぞれ対応する開閉器の１次側に設置するようにしてもよい。
【００２２】
３１は分岐開閉器２ａに接続された負荷であり、３２は分岐開閉器３ｃに接続された負荷である。なお、図中で分岐開閉器の２次側の線路が点線表示になっているところは、負荷や母線などが接続されていることを示している。
４２は事故判定制御装置であり、それぞれの電流検出器１１，１２ａ〜１２ｃ，１３ａ〜１３ｃから信号線５１，５２ａ〜５２ｃ，５３ａ〜５３ｃによって電流に関する情報が送られており、制御線６１，６２ａ〜６２ｃ，６３ａ〜６３ｃによって主開閉器１、各分岐開閉器２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃに開極指令や閉極指令が送出される。
【００２３】
次に動作について説明する。
図２（１）〜（４）は、図１に示す配電システムの動作を説明するためのタイミングチャートであり、図１中の事故点Ａで短絡事故が発生した場合を想定している。図２（１）は、事故点Ａで短絡事故が発生したことによって、図１中の主開閉器１と分岐開閉器２ｃと分岐開閉器３ｃで構成される回路を介して事故点Ａへ流れる事故電流波形を示したものであるが、簡略化して通常の３相回路の１相分だけを示している。図２（２）は主開閉器１の開閉状態を示す波形、図２（３）は分岐開閉器３ｃの開閉状態を示す波形、図２（４）は負荷３１にかかる回路電圧を通常時の電圧を１００％として表した波形である。
【００２４】
まず時刻t1で事故が発生し、図２（１）に示す大電流が回路に流れる。この事故電流は電流検出器１１，１２ｃ，１３ｃで検出され、例えば１２ａ，１２ｂ、１３ａ，１３ｂでは検出されない。これらの電流検出器１１，１２ｃ，１３ｃの検出出力は信号線５１，５２ｃ，５３ｃによって事故判定制御装置４２に送られる。事故判定制御装置４２では、事故電流（図２（１）参照）が、例えば電流レベルＩ1を越えたことで時刻t2で事故が発生したと判断し、直ちに主開閉器１に対して開極指令を送出する。主開閉器１は電磁反発を用いた高速応答の開閉器であるため、時間Ｔ1という短い開極時間で時刻ｔ3において接点が離れてアークが発生する。
【００２５】
事故判定制御装置４２は、主開閉器１に開極指令を送ると共に、分岐回路の電流検出器１２ａ〜１２ｃ，１３ａ〜１３ｃ等からの情報によって、事故発生箇所を特定する。この場合、電流検出器１２ｃおよび１３ｃで事故電流が検出され、その他の電流検出器では事故電流が検出されていないので、電流検出器１３ｃの下位で事故が発生しており、事故を切り離すためには分岐開閉器３ｃが回路を開放する必要があることを判断する。主開閉器１は時刻ｔ3で開極を開始した後、事故電流の電流ゼロ点ｔ4で電流を遮断する。主開閉器１はその下位で発生する事故によって流れる事故電流に対して必要な遮断能力を有している。分岐開閉器２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃは、その下位で事故が発生してもその電流は主開閉器１で遮断するので、事故電流に対する遮断能力を有している必要がない。
【００２６】
電流検出器１１，１２ｃ，１３ｃで主開閉器１が事故電流を時刻t4で遮断したことを確認すると、時間Ｔ2後に、即座に事故判定制御装置４２は事前に特定していた次に開放すべき分岐開閉器３ｃに対して開極指令を送出する。開極指令を送出した時刻をt5とすると、その時刻から分岐開閉器３ｃの開極時間Ｔ3後の時刻ｔ6に分岐開閉器３ｃの接点は離れる。その後分岐開閉器３ｃの接点間距離が回路電圧に対して十分となるのに有する時間Ｔ4と余裕時間Ｔ5を足した時刻ｔ8に主開閉器１に対して事故判定制御装置４２は閉極指令を送出する。
【００２７】
事故判定制御装置４２は時刻ｔ6で実際に指令したとおりに分岐開閉器３ｃが開極したことを、例えば分岐開閉器３ｃの開極検出手段としての補助接点などで検出し、そこからＴ4＋Ｔ5の時間を計数している。主開閉器１に閉極指令を送出してから、主開閉器１の閉極時間Ｔ6後の時刻ｔ9に主開閉器１の接点は電気的につながり、分岐開閉器３ｃの２次側以外の全ての回路に電圧が復帰する。
なお、ｔ7は分岐開閉器３ｃの接点間距離が回路電圧に対して十分となる時刻である。
【００２８】
これらの一連の動作中の負荷３１にかかる電圧について説明する。負荷３１はいわゆる健全回路につながるものである。時刻t1で事故が発生し、主開閉器１が時刻ｔ4で事故電流を遮断するまでの間は回路定数で決まる電圧まで電圧が低下する。主開閉器１が電流を遮断した後、負荷３１の電圧はゼロになり、この状態は次に主開閉器１が閉極するまでの間継続し、主開閉器１が時刻ｔ9で閉極すると電圧が完全に復帰する。
【００２９】
この負荷３１の電圧低下継続時間について説明する。電磁反発を利用した高速応答スイッチでは、例えば開極時間として１ｍｓ、閉極時間として５ｍｓ程度である。開極時間が１ｍｓ程度であれば、商用周波の半サイクルで事故電流を遮断することが可能であるので、事故発生から事故電流遮断までの時間は１０ｍｓ程度になる。
事故判定制御装置４２が電流遮断を確認する時間Ｔ2はほぼゼロ、分岐開閉器３ｃに開極指令を送出し開極開始までの時間Ｔ3は分岐開閉器３ｃの開極時間１ｍｓ、分岐開閉器３ｃが開極完了するのに要する時間を５ｍｓ、余裕時間Ｔ5を２ｍｓ、その後主開閉器１を閉極するのに要する時間Ｔ6を５ｍｓとすると、事故が発生してから主開閉器１が再度閉極するまでは２３ｍｓ程度となる。
【００３０】
次に図１中の事故点Ｂで事故が発生した場合を考える。この場合、事故判定制御装置４２は各電流検出器から送られる情報によって分岐開閉器２ｃと分岐開閉器３ａ〜３ｃの間で事故が発生しており、開放すべき開閉器は分岐開閉器２ｃであると判断する。この場合、図２のタイミングチャートにおいて、動作する開閉器が、分岐開閉器３ｃの代わりに分岐開閉器２ｃとなる。この場合でも、健全回路の負荷３１にかかる電圧の低下時間は、事故点Ａで事故が発生した場合と全く同じになる。
【００３１】
以上のように、図１に示す配電システムによれば、配電系統の事故発生の箇所に拘らず、例えば１０ｍｓという短時間で事故を除去できると共に、健全回路の負荷の電圧低下時間も２０数ｍｓという短時間にすることができる効果がある。なお、図１に示す配電システムによれば、事故発生時には、まず主開閉器１の開極によって電流を遮断させ、その後に所定の分岐開閉器を開極させて電路を開放させるようにしたものであるが、その所定の分岐開閉器が事故電流の遮断能力がある場合には、主開閉器１を開極させることなく、その所定の分岐開閉器のみを開極させて電流を遮断するようにしてもよい。
【００３２】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２としての配電システムの構成を示している。この図３において、図１と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。主開閉器１の２次側に設置された電流検出器１１の出力は主開閉器制御器４１に入力され、さらにこの主開閉器制御器４１から直接主開閉器１に対して開極・閉極指令を送出できるように構成される。
また、この主開閉器制御器４１は、信号線５１、制御線６１によって事故判定制御装置４２と接続され、電流検出器情報、制御信号のやりとりができる。図３に示す配電システムのその他の構成は、図１に示す配電システムと同様である。
【００３３】
次に動作について説明する。
図３の例えば事故点Ａで事故が発生した場合、その事故電流を電流検出器１１が検出すると、その電流検出器１１と接続された主開閉器制御器４１は事故であることを判定し、瞬時に主開閉器１に対して開極指令を送出する。それと同時に事故判定制御装置４２に対しても電流情報、もしくは主開閉器１に対する開極指令送出に関する情報を送出する。その後の主開閉器１で遮断後の動作は、図１に示す配電システムと同様であり、また効果も図１に示す配電システムと同様であるのでここでは省略する。
【００３４】
実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３としての配電システムを示している。この図４において、図１と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。この発明では、主開閉器１、分岐開閉器２ａ〜２ｃ、３ａ〜３ｃがサイリスタ素子を用いた半導体開閉器で構成されている。その他の構成は図１に示す配電システムと同様であるので説明は省略する。
【００３５】
この図４に示す配電システムの動作および効果は、図１に示す配電システムと同様であるので説明を省略する
この図４に示す配電システムでは、サイリスタ素子を逆並列に接続したものであるが、サイリスタ素子の他に、例えばＧＴＯ、ＩＧＢＴ、ダイオードなどの半導体スイッチ素子を用いたものでも、同様の効果を得ることができる。
【００３６】
実施の形態４．
図５は、この発明の実施の形態４としての配電システムを示している。この図５において、図１と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
この図５に示す配電システムが例えば図１に示す配電システムと大きく異なる点としては、主開閉器１に対応して個別判定制御器７１が設置されている点である。この個別判定制御器７１は電流検出器１１と接続されて電流情報を得ると共に、主開閉器１に対して開閉制御信号を送出することができるように構成されている。
【００３７】
同様に、分岐開閉器２ａ〜２ｃに対応しては個別判定制御器７２ａ〜７２ｃが、分岐開閉器３ａ〜３ｃに対応しては個別判定制御器７３ａ〜７３ｃが設置されている点が異なっている。そして、例えば、個別判定制御器７２ｃは、対応する分岐開閉器２ｃの下位に位置する分岐開閉器３ａ〜３ｃに対応した個別判定制御器７３ａ〜７３ｃと情報のやりとりが可能なように信号線で接続されている。
さらに個別判定制御器７２ａ〜７２ｃは、分岐開閉器２ａ〜２ｃの上位に位置する主開閉器１に対応する個別判定制御器７１と情報のやりとりが可能なように信号線で接続されている。
【００３８】
次に動作について説明する。
図５中の事故点ＡないしＢで事故が発生した場合、電流検出器１２ｃはその事故電流を検出する。その後の動作を図６を用いて説明する。その事故電流に対して個別判定制御器７２ｃは、遮断可能かどうか、すなわち分岐開閉器２ｃの遮断能力以上の電流かどうかを判定する。
このような配電システムの場合では、配電系統で発生する事故の最大電流に対しては主開閉器が遮断可能であれば良く、分岐開閉器はその最大電流に対し遮断能力を持つ必要がない。
【００３９】
その後、事故箇所の特定すなわち分岐開閉器２ｃと分岐開閉器３ａ〜３ｃの間での事故か、分岐開閉器３ａ〜３ｃより下位での事故かを判定する。これには個別判定制御器７３ａ〜７３ｃからの情報すなわち下位の電流検出器１３ａ〜１３ｃが事故電流を検出したかどうかで判定する。
個別判定制御器７３ａ〜７３からの情報が無い場合には事故点は例えば事故点Ｂのように分岐開閉器２ｃと分岐開閉器３ａ〜３ｃの間であり、情報がある場合には分岐開閉器３ａ〜３ｃより下位での事故、例えば事故点Ａでの事故である。
【００４０】
事故電流が分岐開閉器２ｃの遮断能力以内であり事故箇所が例えば事故点Ｂであれば分岐開閉器２ｃを遮断し、上位の主開閉器１を遮断しないように、上位の個別判定制御器７１へそのことを連絡する。図６中では状態２として表現している。分岐開閉器２の遮断能力以内例えば事故点Ａでの事故であり、分岐開閉器３ｃが遮断する場合には、分岐開閉器２ｃは動作せず個別判定制御器７１に対して状態２を出力し、分岐開閉器３ｃの遮断能力を超えており、個別判定制御器７３ｃから動作せずの連絡すなわち状態１が連絡されてきた場合には分岐開閉器２ｃが遮断し、上位に対して状態２を送る。
【００４１】
次に、事故電流が分岐開閉器２ｃの遮断能力以上である場合について説明する。下位の個別判定制御器７３ａ〜７３ｃから情報が無く例えば事故点Ｂで事故が発生したと判断される場合には、上位の主開閉器１で事故電流を遮断する必要があることになり、上位の個別判定制御器７１へ主開閉器１で遮断すること、すなわち状態１を連絡する。
【００４２】
この場合、事故点に最も近接しかつ上位に位置するのは分岐開閉器２ｃであることより、主開閉器１で遮断完了後、分岐開閉器２ｃは回路を開放する。そして回路を開放したことを個別判定制御器７１に連絡し、主開閉器１に再投入許可を与える。事故点Ａでの事故の場合で分岐開閉器３ｃが遮断する場合には、分岐開閉器２ｃは動作せずに主開閉器１の個別判定制御器７１に対して状態２を送出する。分岐開閉器３ｃが遮断しない場合には、主開閉器１の個別判定制御器７１に対して状態１を送出する。
なお、上述の各実施の形態では、分岐回路および分岐開閉器がそれぞれ複数の場合について説明したが、１つの場合でも同様に適用できる。
【００４３】
【発明の効果】
この発明によれば、配電系統内のいずれの箇所で発生した事故で流れる事故電流に対し、まず主開閉器によって遮断し、その後分岐開閉器が回路を開放し、さらにその後に主開閉器が再度閉極するように構成したので、配電系統内のあらゆる事故に対して事故の継続時間、健全回路の電圧低下時間を一定かつ短縮することができ、電力供給の信頼性向上、事故箇所の機器損傷程度の低減、配電盤内部圧力上昇程度の低減ができるという効果がある。
また、主開閉器を開極時間の短い開閉器とするので、配電系統内のあらゆる事故に対して事故の継続時間、健全回路の電圧低下時間を一定かつ大幅に短縮することができ、電力供給の信頼性向上、事故箇所の機器損傷程度の低減、配電盤内部圧力上昇程度の低減ができるという効果がある。
また、上記分岐開閉器の開極動作中に、上記分岐開閉器の接点間距離が、上記主開閉器が閉極した場合の回路電圧に対して十分な値となる時点を予測して当該時点に上記主開閉器が再度閉極するように閉極指令を送出するので、事故回路を切り離した後の電圧の復旧をさらに高速化する事ができ、健全回路の電圧低下時間さらに大幅に短縮することができ、電力供給の信頼性向上が高くなるという効果がある。
【００４４】
この発明によれば、主開閉器の持つ遮断能力は分岐開閉器の遮断能力より大きく、所定の分岐開閉器にその分岐開閉器で遮断できないような大きさの電流が流れたとき、主開閉器を開極させてその電流を遮断するので、分岐開閉器の下位で発生する短絡などの事故時に流れる事故電流に対して分岐開閉器は遮断能力を持たなくてもよく、分岐開閉器のサイズ、コストを低減できるという効果がある。
【００４５】
この発明によれば、電流検出器の出力信号は事故判定制御装置に集められ、事故判定制御装置において、事故箇所の特定、制御対象開閉器の制御を行うように構成したので、複雑な配電系統でも素早く事故検出と制御が可能となり、電力供給の信頼性が高く、事故による機器損傷や配電装置内部の圧力上昇が低い配電システムを得ることができるという効果がある。
【００４６】
この発明によれば、主開閉器の制御は主開閉器に近接した電流検出器の信号で可能な構成としたので、事故電流遮断を高速かつ確実にできるという効果がある。
【００４７】
この発明によれば、各開閉器に対応して個別判定制御器が設置され、各個別判定制御器はその個別判定制御器の上位に位置する個別判定制御器および下位に位置する個別判定制御器と情報のやりとりが可能なように接続された構成としたので、複雑な配電系統でも素早く事故検出と制御が可能となり、電力供給の信頼性が高く、事故による機器損傷や配電装置内部の圧力上昇が低い配電システムを得る効果があり、さらにシステムの拡張などの場合にでも容易に対応可能となるという効果がある。
【００４８】
この発明によれば、分岐開閉器への開極指令は主開閉器によって事故電流が遮断されたことを確認した後に送出される構成としたので、分岐開閉器の接点間にその遮断能力以上の電流値のアークが発生することなく、分岐開閉器を保護できるという効果がある。
【００５２】
この発明によれば、主開閉器、少なくとも１つの分岐開閉器の一部または全部が半導体スイッチ素子で構成されるので、開閉器の開極・閉極を容易に高速化できるという効果がある。
【００５３】
この発明によれば、主開閉器、少なくとも１つの分岐開閉器の一部または全部が開閉機構部に電磁反発力を利用した高速応答開閉器であるので、開極・閉極を容易に
高速化できるという効果がある。
【００５４】
この発明によれば、電磁反発力を外部電源から供給される高周波電流同士またはそれによる渦電流の作用で発生する電磁反発力によって直接的に駆動される高速開閉器としたので、開極・閉極を容易に高速化できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１としての配電システムの構成を示す簡略化した回路図である。
【図２】図１に示した配電システムの動作を示すタイミングチャートである。
【図３】この発明の実施の形態２としての配電システムの構成を示す簡略化した回路図である。
【図４】この発明の実施の形態３としての配電システムの構成を示す簡略化した回路図である。
【図５】この発明の実施の形態４としての配電システムの構成を示す簡略化した回路図である。
【図６】図５に示した配電システムの動作を示すフローチャートである。
【図７】従来の配電システムの構成を示す簡略化した回路図である。
【図８】電圧低下が負荷の機器に及ぼす影響を示す図である。
【符号の説明】
１主開閉器、２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃ分岐開閉器、１１，１２ａ〜１２ｃ，１３ａ〜１３ｃ電流検出器、２２第１の母線、２３第２の母線、３１，３２負荷、４１主開閉制御器、４２事故判定制御装置、５１，５２ａ〜５２ｃ，５３ａ〜５３ｃ信号線、６１，６２ａ〜６２ｃ，６３ａ〜６３ｃ制御線、７１，７２ａ〜７２ｃ，７３ａ〜７３ｃ個別判定制御器。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power distribution system that receives power and distributes the power to load equipment in a facility, for example, in a facility such as a building or factory, and in particular, power by shortening the voltage drop time at a healthy location when an accident such as a short circuit occurs. The present invention relates to a power distribution system designed to improve supply reliability and reduce the extent of equipment damage due to internal accidents.
[0002]
[Prior art]
7 (a) and 7 (b) are simplified views of a part of the high-voltage power receiving facility shown on page 154 of the revised high-voltage power receiving facility guideline published by, for example, Ohm, It shows the operating characteristics of each switch. This figure relates to a protection method for a very general high-voltage power receiving system.
In FIG. 7A, 1 is a main switch closest to the power receiving end, 2 is one of several first-level branches (not shown) connected to a bus 22 positioned below the main switch 1. A switch 3 is one branch switch of several second-level branches (not shown) connected to a bus 23 positioned below the branch switch 2, and 4 is positioned below the branch switch 3. The branch switch is one of several third-level branches (not shown) connected to the bus 24, and 11, 12, 13, and 14 are current detectors installed near each switch. is there.
FIG. 7B shows the operating characteristics of each switch, and shows that the operating time of each switch is set to a longer time for the upper switch with respect to a certain current value If. .
[0003]
Next, the operation will be described.
In FIG. 7A, when an accident occurs at the accident point A and an accident current If flows, the branch switch 4 cuts off the current at time t4 shown in FIG. 7B. At this time, although an accident current flows through the main switch 1 and the branch switches 2 and 3 as well, since the operation time setting is t4 or more as shown in FIG. 7B, each switch does not operate. .
Next, a case where a short circuit accident occurs at the accident point B will be described. In this case, since no fault current generally flows through the branch switches 3 and 4, each switch does not operate and does not need to operate. This fault current will be interrupted by the branch switch 2, but in this power distribution system, the operating time of the branch switch 2 is set to t2, so that the capability of the switch can be operated at time t4 or less. Regardless, the accident cannot be removed for the time t2.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional power distribution system, since the operation time of each switch is set in advance as described above, for example, when an accident occurs at the accident point B as described above, the time is t2. The accident continues and, for example, the voltage connected to the branch switch (not shown) other than the branch switch 2 connected to the bus 22 has a voltage drop during t2. In a conventional switch, for example, t2 is about 0.5 ms to 1 s, and the load device is seriously affected by such a voltage drop. FIG. 8 shows the influence of a typical device on the voltage drop.
[0005]
Further, although the equipment is damaged by the accident arc occurring at the accident point A, the extent depends on the accident duration (time t4 in this case), and the extent of the damage becomes large. In addition, such a power distribution system is generally used while being housed in a housing. However, if the accident point A is inside the housing, for example, the pressure inside the housing increases due to an accident arc. The housing needs to have a structure having sufficient strength against this pressure increase.
The present invention has been made to solve the above-described problems. The accident duration is shortened, the voltage drop time is shortened, and damage to the device and increase in internal pressure of the housing are minimized. It aims to provide a power distribution system that can.
[0006]
In the conventional switch, t4 shown in FIG. 7B is generally about 50 ms to 100 ms, and even in this case, the load is affected in view of the influence on the voltage drop of the equipment shown in FIG.
An object of the present invention is to provide a power distribution system capable of minimizing the influence on a load with respect to any accident by shortening the opening time of the switch.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  In this inventionIn such a power distribution system, at least one circuit distributed by the distribution conductor is formed in one or more stages on the secondary side of the main switch having the primary side connected to the power receiving end, and the distributed at least one circuit includes A power distribution system in which at least one branch switch is arranged, and is provided on the primary side or the secondary side of the main switch and at least one branch switch, and the main switch and at least one branch switch A plurality of current detectors for detecting the magnitude of the current flowing through the plurality of current detectors, and at least one of the at least one of the plurality of current detectors based on detection outputs of the plurality of current detectors.For branch switchWhen a current exceeding the set value flows, the main switch is opened and the current is cut off.Current exceeding the set value flowedOpen the branch switch to open the circuit,During the opening operation of the branch switch, a point in time when the distance between the contacts of the branch switch becomes a sufficient value with respect to the circuit voltage when the main switch is closed is predicted at the time. Sends a closing command so that the main switch is closed againAnd a control means.
[0008]
  This inventionPower distribution system related to,The breaking capability of the main switch is greater than the breaking capability of the branch switch, and the control means opens the main switch when a current of a magnitude that cannot be shut off by the branch switch flows through the specified branch switch. It is something to be made.
[0009]
  This inventionPower distribution system related to,The control means is composed of an accident determination control device, and the detection outputs of the plurality of current detectors are supplied to the accident determination control device. The accident determination control device should be opened based on the detection outputs of the plurality of current detectors. If one or more branch switches are specified and the current flowing through the specified branch switch is within the shut-off capability of the specified branch switch, the opening command is sent to the specified branch switch In other cases, an opening command is sent to the main switch, and immediately after that, an opening command is sent to the specified branch switch, and then a closing command is sent to the main switch. To be sent.
[0010]
  This inventionPower distribution system related to,The control means comprises a main switching controller and an accident determination control device, and the detection output of the first current detector arranged on the primary side or secondary side of the main switch is supplied to the main switching controller, Detection outputs of a plurality of second current detectors arranged on the primary side or the secondary side of at least one branch switch are supplied to the accident determination control device, and the first current detector
When a current exceeding the set value is detected, the main switching controller sends an opening command to the main switch instantaneously, and the accident determination control device is based on the detection outputs of the plurality of second current detectors. The branch switch that is closest to the accident location and that should be opened on the power receiving side of this accident location is identified, and an opening command is sent to the identified branch switch, and then a closing command is issued to the main switch. To be sent.
[0011]
  This inventionPower distribution system related to,The control means is composed of a plurality of individual determination controllers to which detection outputs of the plurality of current detectors are respectively supplied, and each individual determination controller
Is connected to an individual judgment controller corresponding to a switch located lower than the corresponding switch, and each individual judgment controller is supplied from the detection output of the connected current detector and the lower individual judgment controller. And determining the operation of the corresponding switch from the status signal of the switch located in the lower order and controlling the switch, and individual determination corresponding to the switch located in the higher order of the corresponding switch The controller supplies the corresponding switch status signal to the controller.
[0012]
  This inventionPower distribution system related to,The control means confirmed that the current was interrupted by the main switch when the opening command was sent to the branch switch after sending the opening command to the main switch.rearIn this case, an opening command is sent to the branch switch.
[0016]
  This inventionPower distribution system related to,Part or all of the main switch and the at least one branch switch are constituted by semiconductor switch elements.
[0017]
  This inventionPower distribution system related to,Part or all of the main switch and at least one branch switch are high-speed response switches that use electromagnetic repulsion in the switching mechanism.
It is a feature.
[0018]
  This inventionPower distribution system related to,High-frequency currents supplied from an external power source or at least eddy current due to at least the opening or closing drive mechanism of the high-speed response switchElectromagnetic generated by the action ofIt is characterized by being directly driven by a repulsive force.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below.
Embodiment 1 FIG.
1 is a simplified single-line diagram of a power distribution system as Embodiment 1 of the present invention.
In the figure, 1 is a main switch capable of high-speed response of several ms for both the closing and opening times using electromagnetic repulsion, and 2a to 2c branch from a first bus 22 connected to the secondary side of the main switch 1. The branch switch is capable of high-speed response of several ms for both the closing and opening time using electromagnetic repulsion connected to the branch circuit. The current interrupting ability of these branch switches 2a to 2c is higher than that of the main switch 1. It can be low.
[0020]
3a to 3c are capable of high-speed response of about several ms for both the closing and opening times using electromagnetic repulsion connected to the branch circuit branched from the second bus 23 connected to the secondary side of the branch switch 2c. It is a branch switch, and the current interruption capability of these branch switches 3a to 3c may be lower than that of the main switch 1 similarly to the branch switches 2a to 2c. The main switch 1 and the branch switches 2a to 2c and 3a to 3c are, for example, high-speed switches that generate an electromagnetic repulsion force by the action of high-frequency currents supplied from an external power source or eddy currents thereby. It is.
[0021]
11 is a current detector for detecting a current flowing through a circuit installed on the secondary side of the main switch 1, and 12a to 12c are current detectors installed on the secondary side of the branch switches 2a to 2c, respectively. And 13a to 13c are current detectors installed on the secondary side of the branch switches 3a to 3c, respectively.
In addition, you may make it install these current detectors 11, 12a-12c, 13a-13c in the primary side of a corresponding switch, respectively.
[0022]
31 is a load connected to the branch switch 2a, and 32 is a load connected to the branch switch 3c. In addition, the place where the secondary side track of the branch switch is indicated by a dotted line in the figure indicates that a load, a bus, or the like is connected.
Reference numeral 42 denotes an accident determination control device, in which information about current is sent from each of the current detectors 11, 12a to 12c, and 13a to 13c through signal lines 51, 52a to 52c, and 53a to 53c, and the control lines 61 and 62a Opening commands and closing commands are sent to the main switch 1 and the branch switches 2a to 2c and 3a to 3c by .about.62c and 63a to 63c.
[0023]
Next, the operation will be described.
2 (1) to 2 (4) are timing charts for explaining the operation of the power distribution system shown in FIG. 1, and it is assumed that a short circuit accident occurs at the point A in FIG. 2 (1), when a short-circuit accident occurs at the accident point A, the current flows to the accident point A through the circuit composed of the main switch 1, the branch switch 2c, and the branch switch 3c in FIG. Although the fault current waveform is shown, only one phase of a normal three-phase circuit is shown in a simplified manner. 2 (2) is a waveform showing the open / closed state of the main switch 1, FIG. 2 (3) is a waveform showing the open / closed state of the branch switch 3c, and FIG. 2 (4) is a circuit voltage applied to the load 31 at a normal time. It is a waveform that represents the voltage as 100%.
[0024]
First, an accident occurs at time t1, and a large current shown in FIG. This fault current is detected by the current detectors 11, 12c, 13c, and is not detected by, for example, 12a, 12b, 13a, 13b. The detection outputs of these current detectors 11, 12c, 13c are sent to the accident determination control device 42 through signal lines 51, 52c, 53c. The accident determination control device 42 determines that an accident has occurred at time t2 because the accident current (see FIG. 2 (1)) has exceeded the current level I1, for example, and immediately opens an opening command to the main switch 1. Is sent out. Since the main switch 1 is a high-speed response switch using electromagnetic repulsion, the contact is released and an arc is generated at time t3 in a short opening time of time T1.
[0025]
The accident determination control device 42 sends an opening command to the main switch 1 and specifies the location where the accident occurred based on information from the branch circuit current detectors 12a to 12c, 13a to 13c, and the like. In this case, the fault current is detected by the current detectors 12c and 13c, and no fault current is detected by the other current detectors. Determines that the branch switch 3c needs to open the circuit. The main switch 1 starts opening at time t3 and then cuts off the current at the current zero point t4 of the accident current. The main switch 1 has a necessary breaking capability against an accident current that flows due to an accident that occurs in the lower part thereof. The branch switches 2a to 2c and 3a to 3c do not need to have a capability of interrupting the accident current because the current is interrupted by the main switch 1 even if an accident occurs at the lower level.
[0026]
When it is confirmed by the current detectors 11, 12c, and 13c that the main switch 1 has interrupted the accident current at time t4, the accident determination control device 42 should immediately open after the time T2 specified in advance. An opening command is sent to the branch switch 3c. Assuming that the time when the opening command is sent is t5, the contact of the branch switch 3c is separated at time t6 after the opening time T3 of the branch switch 3c from that time. Thereafter, the accident determination control device 42 issues a closing command to the main switch 1 at a time t8 obtained by adding the time T4 and the margin time T5 that the distance between the contacts of the branch switch 3c is sufficient for the circuit voltage. Send it out.
[0027]
The accident determination control device 42 detects that the branch switch 3c has been opened as actually commanded at time t6, for example, with an auxiliary contact as the opening detection means of the branch switch 3c, and from there, the time T4 + T5 Are counted. After sending the closing command to the main switch 1, the contact of the main switch 1 is electrically connected at time t9 after the closing time T6 of the main switch 1, and other than the secondary side of the branch switch 3c. The voltage returns to all circuits.
Note that t7 is the time when the distance between the contacts of the branch switch 3c is sufficient with respect to the circuit voltage.
[0028]
A voltage applied to the load 31 during the series of operations will be described. The load 31 is connected to a so-called healthy circuit. Until an accident occurs at time t1 and the main switch 1 cuts off the accident current at time t4, the voltage drops to a voltage determined by the circuit constant. After the main switch 1 cuts off the current, the voltage of the load 31 becomes zero, and this state continues until the main switch 1 is next closed, and when the main switch 1 is closed at time t9. The voltage is fully restored.
[0029]
The voltage drop continuation time of the load 31 will be described. In a high-speed response switch using electromagnetic repulsion, for example, the opening time is 1 ms and the closing time is about 5 ms. If the opening time is about 1 ms, the accident current can be interrupted in a half cycle of the commercial frequency, so the time from the occurrence of the accident to the accident current interruption is about 10 ms.
The time T2 when the accident determination control device 42 confirms the current interruption is almost zero, the time T3 until the opening command is sent to the branch switch 3c and the start of the opening is the opening time 1ms of the branch switch 3c, the branch switch 3c If the time required to complete the opening is 5 ms, the margin time T5 is 2 ms, and then the time T6 required to close the main switch 1 is 5 ms, the main switch 1 is closed again after an accident occurs. It takes about 23 ms until it reaches the limit.
[0030]
Next, consider the case where an accident occurs at accident point B in FIG. In this case, the accident determination control device 42 has an accident between the branch switch 2c and the branch switches 3a to 3c according to information sent from each current detector, and the switch to be opened is the branch switch 2c. Judge that there is. In this case, in the timing chart of FIG. 2, the operating switch is the branch switch 2c instead of the branch switch 3c. Even in this case, the voltage drop time applied to the load 31 of the sound circuit is exactly the same as when the accident occurred at the accident point A.
[0031]
As described above, according to the power distribution system shown in FIG. 1, the accident can be removed in a short time of, for example, 10 ms, regardless of the location where the power system has an accident, and the voltage drop time of the load of the healthy circuit is 20 ms. There is an effect that can be made in a short time. According to the power distribution system shown in FIG. 1, when an accident occurs, the current is first interrupted by opening the main switch 1, and then a predetermined branch switch is opened to open the circuit. However, when the predetermined branch switch has the capability of interrupting the accident current, only the predetermined branch switch is opened to interrupt the current without opening the main switch 1. It may be.
[0032]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 shows the configuration of a power distribution system as Embodiment 2 of the present invention. 3, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The output of the current detector 11 installed on the secondary side of the main switch 1 is input to the main switch controller 41, and the main switch 1 directly opens and closes the main switch 1 from the main switch controller 41. It is configured to be able to send pole commands.
The main switch controller 41 is connected to the accident determination control device 42 by a signal line 51 and a control line 61, and can exchange current detector information and control signals. The other configuration of the power distribution system shown in FIG. 3 is the same as that of the power distribution system shown in FIG.
[0033]
Next, the operation will be described.
When an accident occurs at, for example, the accident point A in FIG. 3, when the current detector 11 detects the accident current, the main switch controller 41 connected to the current detector 11 determines that the accident is present, An opening command is sent to the main switch 1 instantly. At the same time, current information or information related to the opening command transmission to the main switch 1 is also sent to the accident determination control device 42. Subsequent operations after the main switch 1 is shut off are the same as those of the power distribution system shown in FIG. 1, and the effects are the same as those of the power distribution system shown in FIG.
[0034]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 4 shows a power distribution system as Embodiment 3 of the present invention. 4, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In the present invention, the main switch 1, the branch switches 2a to 2c, 3a to 3c are constituted by semiconductor switches using thyristor elements. Other configurations are the same as those of the power distribution system shown in FIG.
[0035]
The operation and effect of the power distribution system shown in FIG. 4 are the same as those of the power distribution system shown in FIG.
In the power distribution system shown in FIG. 4, thyristor elements are connected in antiparallel. However, in addition to the thyristor elements, for example, a semiconductor switch element such as GTO, IGBT, or diode can obtain the same effect. be able to.
[0036]
Embodiment 4 FIG.
FIG. 5 shows a power distribution system as Embodiment 4 of the present invention. 5, parts corresponding to those in FIG. 1 are given the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
The power distribution system shown in FIG. 5 is greatly different from the power distribution system shown in FIG. 1, for example, in that an individual determination controller 71 is installed corresponding to the main switch 1. The individual determination controller 71 is connected to the current detector 11 to obtain current information, and is configured to send an opening / closing control signal to the main switch 1.
[0037]
Similarly, the individual determination controllers 72a to 72c are installed corresponding to the branch switches 2a to 2c, and the individual determination controllers 73a to 73c are installed corresponding to the branch switches 3a to 3c. Yes. For example, the individual determination controller 72c is a signal line so that information can be exchanged with the individual determination controllers 73a to 73c corresponding to the branch switches 3a to 3c positioned below the corresponding branch switch 2c. It is connected.
Furthermore, the individual determination controllers 72a to 72c are connected by signal lines so that information can be exchanged with the individual determination controller 71 corresponding to the main switch 1 positioned above the branch switches 2a to 2c.
[0038]
Next, the operation will be described.
When an accident occurs at the accident points A and B in FIG. 5, the current detector 12c detects the accident current. The subsequent operation will be described with reference to FIG. The individual determination controller 72c determines whether or not the fault current can be interrupted, that is, whether or not the current is equal to or greater than the interrupting capability of the branch switch 2c.
In such a power distribution system, it is only necessary that the main switch can be cut off with respect to the maximum current of an accident occurring in the distribution system, and the branch switch need not have a cut-off capability with respect to the maximum current.
[0039]
After that, it is determined whether an accident location is specified, that is, an accident between the branch switch 2c and the branch switches 3a to 3c or an accident at a lower level than the branch switches 3a to 3c. This is determined by information from the individual determination controllers 73a to 73c, that is, whether or not the lower level current detectors 13a to 13c have detected an accident current.
When there is no information from the individual determination controllers 73a to 73, the accident point is, for example, between the branch switch 2c and the branch switches 3a to 3c like the accident point B, and when there is information, the branch switch Accidents below 3a-3c, such as an accident at accident point A.
[0040]
If the accident current is within the breaking capability of the branch switch 2c and the accident location is, for example, the accident point B, the branch individual switch 2c is cut off and the upper main switch 1 is not cut off. Contact that. In FIG. 6, this is expressed as state 2. Within the breaking capability of the branch switch 2, for example, when the branch switch 3c is cut off due to an accident at the accident point A, the branch switch 2c does not operate and outputs state 2 to the individual determination controller 71. If the disconnection capability of the branch switch 3c is exceeded and the non-operating communication from the individual determination controller 73c, that is, the state 1 is notified, the branch switch 2c is disconnected and the state 2 is set to the upper level. send.
[0041]
Next, a case where the accident current is greater than or equal to the breaking capability of the branch switch 2c will be described. When there is no information from the lower individual determination controllers 73a to 73c, for example, when it is determined that an accident has occurred at the accident point B, the upper main switch 1 needs to cut off the accident current. The individual switching controller 71 is disconnected by the main switch 1, that is, the state 1 is communicated.
[0042]
In this case, since it is the branch switch 2c that is closest to the accident point and is positioned higher, the branch switch 2c opens the circuit after the main switch 1 completes the shutoff. Then, the fact that the circuit has been opened is communicated to the individual determination controller 71, and re-permission permission is given to the main switch 1. When the branch switch 3c is cut off in the case of an accident at the accident point A, the branch switch 2c does not operate and sends the state 2 to the individual determination controller 71 of the main switch 1. When the branch switch 3c does not shut off, the state 1 is sent to the individual determination controller 71 of the main switch 1.
In each of the above-described embodiments, the case where there are a plurality of branch circuits and branch switches has been described.
[0043]
【The invention's effect】
  This inventionAccording to the above, an accident current that flows at any point in the distribution system is first interrupted by the main switch, then the branch switch opens the circuit, and then the main switch is closed again. Therefore, it is possible to reduce the duration of the accident and the voltage drop time of the sound circuit for any accident in the distribution system. There is an effect that it is possible to reduce the internal pressure of the switchboard.
  In addition, since the main switch is a switch with a short opening time, the duration of the accident and the voltage drop time of the sound circuit can be reduced consistently and greatly for any accident in the power distribution system. It is possible to improve the reliability, reduce the degree of equipment damage at the accident location, and reduce the internal pressure rise of the switchboard.
  In addition, during the opening operation of the branch switch, a point in time when the distance between the contacts of the branch switch becomes a sufficient value with respect to the circuit voltage when the main switch is closed is predicted. Since the closing command is sent so that the main switch is closed again, the restoration of the voltage after disconnecting the accident circuit can be further speeded up, and the voltage drop time of the sound circuit can be further greatly reduced. Therefore, there is an effect that the reliability of power supply is improved.
[0044]
  This inventionAccording to,The breaking capability of the main switch is greater than the breaking capability of the branch switch. When a current of a magnitude that cannot be shut off by the branch switch flows through a given branch switch, the main switch is opened and Since the current is cut off, the branch switch does not have to have a breaking capability against an accident current such as a short circuit that occurs in the lower part of the branch switch, and the effect of reducing the size and cost of the branch switch There is.
[0045]
  This inventionAccording to,The output signal of the current detector is collected in the accident determination control device, and the accident determination control device is configured to specify the location of the accident and control the switch to be controlled, so that accident detection and control can be performed quickly even in complex power distribution systems. Thus, there is an effect that it is possible to obtain a power distribution system with high reliability of power supply and low device damage due to an accident and low pressure rise inside the power distribution device.
[0046]
  This inventionAccording to,Since the main switch can be controlled by a signal from a current detector close to the main switch, there is an effect that the fault current can be interrupted quickly and reliably.
[0047]
  This inventionAccording to,An individual judgment controller is installed corresponding to each switch, and each individual judgment controller can exchange information with the individual judgment controller located above the individual judgment controller and the individual judgment controller located below. Therefore, it is possible to quickly detect and control accidents even in complex power distribution systems, and to obtain a power distribution system that has high power supply reliability and low equipment damage due to accidents and low pressure rise inside the power distribution equipment. In addition, there is an effect that it is possible to easily cope with an expansion of the system.
[0048]
  This inventionAccording to,The opening command to the branch switch is sent after confirming that the accident current has been cut off by the main switch, so an arc with a current value greater than the breaking capability is generated between the contacts of the branch switch. This has the effect of protecting the branch switch without having to do so.
[0052]
  This inventionAccording to,Since part or all of the main switch and at least one branch switch are formed of semiconductor switch elements, there is an effect that opening / closing of the switch can be easily speeded up.
[0053]
  This inventionAccording to,Easy or easy opening and closing because the main switch and at least one branch switch is a high-speed response switch that uses electromagnetic repulsion for the switching mechanism.
There is an effect that the speed can be increased.
[0054]
  This inventionAccording to,Electromagnetic repulsion force between high-frequency currents supplied from an external power supply or eddy currents caused by themElectromagnetic repulsive force generated by the action ofTherefore, there is an effect that the opening / closing can be easily speeded up.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a simplified circuit diagram showing a configuration of a power distribution system as Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the power distribution system shown in FIG.
FIG. 3 is a simplified circuit diagram showing a configuration of a power distribution system as Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 4 is a simplified circuit diagram showing a configuration of a power distribution system as Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 5 is a simplified circuit diagram showing a configuration of a power distribution system as Embodiment 4 of the present invention.
6 is a flowchart showing the operation of the power distribution system shown in FIG.
FIG. 7 is a simplified circuit diagram showing a configuration of a conventional power distribution system.
FIG. 8 is a diagram showing the influence of a voltage drop on a load device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main switch, 2a-2c, 3a-3c Branch switch, 11, 12a-12c, 13a-13c Current detector, 22 1st bus, 23 2nd bus, 31, 32 Load, 41 Main switch control , 42 Accident determination control device, 51, 52a to 52c, 53a to 53c Signal line, 61, 62a to 62c, 63a to 63c Control line, 71, 72a to 72c, 73a to 73c Individual determination controller.

Claims

受電端に１次側が接続された主開閉器の２次側に分配導体で分配された少なくとも１つの回路が１段または複数段形成され、上記分配された少なくとも１つの回路にはそれぞれ少なくとも１つの分岐開閉器が配置されてなる配電システムであって、
上記主開閉器の開極時間が１０ｍｓ以下であり、
上記主開閉器および少なくとも１つの分岐開閉器の１次側または２次側に設けられ、上記主開閉器および少なくとも１つの分岐開閉器を流れる電流の大きさを検出する複数の電流検出器と、
上記複数の電流検出器の検出出力に基づき、上記少なくとも１つの分岐開閉器に設定値以上の電流が流れたときは、上記主開閉器を開極させてその電流を遮断させ、その直後に上記設定値以上の電流が流れた分岐開閉器を開極させて電路を開放させ、上記分岐開閉器の開極動作中に、上記分岐開閉器の接点間距離が、上記主開閉器が閉極した場合の回路電圧に対して十分な値となる時点を予測して当該時点に上記主開閉器が再度閉極するように閉極指令を送出する制御手段と
を備えることを特徴とする配電システム。At least one circuit distributed by the distribution conductor is formed in one or more stages on the secondary side of the main switch whose primary side is connected to the power receiving end, and at least one circuit is formed in each of the distributed at least one circuit. A power distribution system in which a branch switch is arranged,
The opening time of the main switch is 10 ms or less,
A plurality of current detectors provided on a primary side or a secondary side of the main switch and at least one branch switch for detecting the magnitude of a current flowing through the main switch and at least one branch switch;
Based on the detection outputs of the plurality of current detectors, when a current greater than or equal to a set value flows in the at least one branch switch, the main switch is opened to interrupt the current, The branch switch that has passed a current greater than the set value is opened to open the circuit, and during the opening operation of the branch switch, the distance between the contacts of the branch switch is closed to the main switch. A power distribution system comprising: control means for predicting a time point at which the circuit voltage is sufficient with respect to the circuit voltage and sending a closing command so that the main switch is closed again at that time point.

上記主開閉器の持つ遮断能力は、上記分岐開閉器の遮断能力より大きく、上記制御手段は、上記所定の分岐開閉器にその分岐開閉器で遮断できないような大きさの電流が流れたとき、上記主開閉器を開極させることを特徴とする請求項１に記載の配電システム。 The interruption capability of the main switch is larger than the interruption capability of the branch switch, and the control means has a current of a magnitude that cannot be interrupted by the branch switch through the predetermined branch switch. The power distribution system according to claim 1, wherein the main switch is opened.

上記制御手段は、事故判定制御装置で構成され、
上記複数の電流検出器の検出出力は上記事故判定制御装置に供給され、
上記事故判定制御装置は、上記複数の電流検出器の検出出力に基づき、開極すべき１個または複数個の分岐開閉器を特定し、その特定された分岐開閉器に流れる電流がその特定された分岐開閉器の遮断能力以内である場合にはその特定された分岐開閉器に開極指令を送出し、それ以外の場合には上記主開閉器に開極指令を送出すると共に、その直後に上記特定された分岐開閉器に開極指令を送出し、さらにその後に上記主開閉器に閉極指令を送出することを特徴とする請求項１に記載の配電システム。The control means includes an accident determination control device,
The detection outputs of the plurality of current detectors are supplied to the accident determination control device,
The accident determination control device identifies one or a plurality of branch switches to be opened based on detection outputs of the plurality of current detectors, and a current flowing through the identified branch switches is identified. If it is within the breaking capability of the branch switch, the opening command is sent to the specified branch switch. Otherwise, the opening command is sent to the main switch, and immediately after that 2. The power distribution system according to claim 1, wherein an opening command is sent to the specified branch switch, and thereafter a closing command is sent to the main switch.

上記制御手段は、主開閉制御器と、事故判定制御装置とで構成され、
上記主開閉器の１次側または２次側に配された第１の電流検出器の検出出力は上記主開閉制御器に供給され、
上記少なくとも１つの分岐開閉器の１次側または２次側に配された複数の第２の電流検出器の検出出力は上記事故判定制御装置に供給され、
上記第１の電流検出器で設定値以上の電流が検出された場合、上記主開閉制御器は上記主開閉器に瞬時に開極指令を送出し、
上記事故判定制御装置は、上記複数の第２の電流検出器の検出出力に基づき、事故箇所に最も近接し、かつこの事故箇所の受電側に当たる開放すべき分岐開閉器を特定し、この特定された分岐開閉器に開極指令を送出し、その後に上記主開閉器に閉極指令を送出することを特徴とする請求項１に記載の配電システム。The control means includes a main switching controller and an accident determination control device,
The detection output of the first current detector arranged on the primary side or the secondary side of the main switch is supplied to the main switch controller,
Detection outputs of a plurality of second current detectors arranged on the primary side or the secondary side of the at least one branch switch are supplied to the accident determination control device,
When a current equal to or greater than a set value is detected by the first current detector, the main switch controller sends an opening command to the main switch instantaneously,
The accident determination control device identifies a branch switch that is closest to the accident location and should be opened on the power receiving side of the accident location based on the detection outputs of the plurality of second current detectors. 2. The power distribution system according to claim 1, wherein an opening command is sent to the branch switch, and thereafter a closing command is sent to the main switch.

上記制御手段は、上記複数の電流検出器の検出出力がそれぞれ供給される複数の個別判定制御器で構成され、
上記それぞれの個別判定制御器は、対応する開閉器より下位に位置する開閉器に対応した個別判定制御器と接続され、
上記それぞれの個別判定制御器は、接続された電流検出器の検出出力と上記下位の個別判定制御器より供給される上記下位に位置する開閉器の状態信号とから上記対応する開閉器の動作を決定してその開閉器を制御すると共に、上記対応する開閉器の上位に位置する開閉器に対応した個別判定制御器に上記対応する開閉器の状態信号を供給することを特徴とする請求項１または２に記載の配電システム。The control means includes a plurality of individual determination controllers to which detection outputs of the plurality of current detectors are respectively supplied,
Each of the individual determination controllers is connected to an individual determination controller corresponding to a switch located below the corresponding switch,
Each of the individual determination controllers performs the operation of the corresponding switch from the detection output of the connected current detector and the status signal of the switch located at the lower level supplied from the lower individual determination controller. 2. A state signal of the corresponding switch is supplied to an individual determination controller corresponding to a switch located above the corresponding switch, while determining and controlling the switch. Or the power distribution system of 2.

上記制御手段は、上記主開閉器に開極指令を送出した後に上記分岐開閉器に開極指令を送出する際、上記主開閉器によって電流が遮断されたことを確認した後、上記特定された分岐開閉器に開極指令を送出することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の配電システム。The control means, when transmitting the opening command to the breaker switch after sending the opening command to the main switch, after confirming that the current is interrupted by the main switch, specified above The power distribution system according to claim 1, wherein an opening command is sent to the branch switch.

上記主開閉器および上記少なくとも１つの分岐開閉器の一部または全部が、半導体スイッチ素子で構成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の配電システム。It said main switch and said at least one part or all of the branch switch are power distribution system according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it is constituted by a semiconductor switching element.

上記主開閉器および上記少なくとも１つの分岐開閉器の一部または全部は、開閉機構部に電磁反発力を利用した高速応答開閉器であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の配電システム。Some or all of the main switch and the at least one branch switch, according to any one of claims 1 to 6, characterized in that a high-speed response switchgear using electromagnetic repulsion force to the opening and closing mechanism Power distribution system.

上記高速応答開閉器の少なくとも開極または閉極の駆動機構が外部電源から供給される高周波電流同士あるいはそれによる渦電流の作用で発生する電磁反発力によって直接的に駆動されることを特徴とする請求項８に記載の配電システム。A drive mechanism for at least opening or closing of the high-speed response switch is directly driven by an electromagnetic repulsive force generated by the action of high-frequency currents supplied from an external power source or eddy currents thereby. The power distribution system according to claim 8 .